Question

如圖甲是驗證動能定理的裝置，除圖示器材外，還有打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙，天平和細沙．
①你認為還需要的實驗器材有______．
②實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應滿足的實驗條件是______，實驗時首先要做的步驟是______．
③圖乙是滑塊（質量為M）在沙和沙桶的總質量為m條件下做勻加速直線運動的紙帶．測量數據已用字母表示在圖中，打點計時器的打點周期為T．則本實驗最終要驗證的數學表達式為______．（用題中的字母表示）

Answer 1

①處理實驗數據時需要測出計數點間的距離，因此實驗還需要刻度尺．
②實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，需要保證沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量；實驗時首先要平衡滑塊受到的摩擦力．
③做勻變速運動的物體在某段時間內的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，則A點的速度v_A=

xA

2T

，B點的速度v_B=

xB

2T

，
由動能定理得：mgx_AB=

1

2

Mv_B²-

1

2

Mv_A²=

1

2

M（

x 2B - x 2A

4T2

），則實驗最終要驗證的數學表達式為：mgx_AB=

1

2

M（

x 2B - x 2A

4T2

）；
故答案為：①刻度尺；②沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量；平衡摩擦力．③mgx_AB=

1

2

M（

x 2B - x 2A

4T2

）．